AARL Elución de Carbón Activado

El método de la Anglo American Research Laboratories (AARL) fue usado a gran escala en 1980 en la mina de oro President Brand en África del Sur. Desde entonces su aplicación ha sido una práctica estándar en África del Sur y en Australia.

El proceso incluye una serie de procedimientos que usualmente empiezan con un lavado acido y un enjuague con agua para remover la acidez residual. El carbón es sumergido por 30 minutos en una solución que contiene 3% de cianuro de sodio y 1% de hidróxido de sodio. Agua fresca de buena calidad a una temperatura de 230 oF es bombeada al recipiente a presión para producir una solución rica. El oro es recuperado de esta solución por electrodeposición y la solución pobre de este proceso es descartada.

Es interesante indicar que el Proceso Zadra desarrollado por la USBM originalmente considero un tratamiento del carbón con hidróxido de sodio seguido por una elución con agua desionizada. Esta idea fue descartada para considerar solo una etapa de elución con una solución caustica de cianuro.

La principal ventaja del Proceso AARL es la elución por lotes del carbón activado para producir valores de oro muy bajos en el carbón luego de horas. Esto ofrece el potencial o el diseño de etapas múltiples de elución cada día, con lo cual se reduce el tamaño del equipo en una planta nueva, o también se incrementa la capacidad diaria en una planta existente.

Las desventajas del proceso AARL son el requerimiento de gua de buena calidad, un consumo alto de agua, la potencial mezcla de ácido con cianuro, y la necesidad de controles automatizados.

LAVADO ACIDO

Con el Proceso de la AARL la elución es usualmente precedida por el lavado acido del carbón. El lavado acido es usado con todos los otros sistemas de elución, pero es mencionado específicamente en el proceso de la AARL porque este sistema usa el recipiente de elución para el lavado acido y este lavado es controlado como parte de la secuencia del proceso de elución. El proceso de lavado ha permitido mejorar la eficiencia del proceso de elución. El ácido clorhídrico es siempre usado en el proceso AARL con concentraciones de cerca de 3% en volumen.

El lavado ácido puede hacerse en un recipiente diferente al de la columna de elución. Los factores que consideran el lavad acido el recipiente de elución son los siguientes: (1) eliminar una transferencia de carbón para reducir las pérdidas de oro en el carbón fino del carbón cargado, (2) conservación del calor si el lavado acido caliente es usado, y (3) reducción del tiempo del ciclo de elución al eliminarse la transferencia de carbón. Los factores que favorecen un recipiente separado para el lavado acido son (1) menor potencial para una mezcla del ácido con el cianuro en caso exista un error del operador o del funcionamiento de algún equipo, (2) menores requerimientos para los materiales de construcción en el circuito de elución ya que no se requiere equipo resistente al ataque del ácido.

Luego del lavado acido el carbón es enjuagado con agua fresca para evitar que el ácido y los cloruros ingresen al circuito de elución.

PRE-CONTACTO CON LA SOLUCION

La etapa de pre-contacto se inicia con el calentamiento del carbón en agua caliente. Luego continua el carbón es sumergido con una solución caliente (90 oC) que contiene 3% de cianuro y 1% de NaOH, este contacto es por cerca de 30 minutos. La eficiencia de la elución es afectada si las concentraciones de cianuro son menores que 3%, sin embargo la rapidez de la elución se mantiene constante si la concentración de cianuro es mayor que 3%. Los cambios en el tiempo de contacto tienen poco efecto en la eficiencia del proceso de elución.

ELUCION

La elución es efectuada usando 6 BV de agua de Buena calidad y usando un flujo de 2 BV por hora.

La calidad del agua usada tiene un importante efecto en la eficiencia del proceso de elución AARL. La implementación de una etapa de lavado acido en caliente ha permitido reducir los requerimientos de la calidad de agua para un cierto rango de temperatura.

La eficiencia de la elución es independiente del flujo de la solución en el rango de 1 a 5 BV por hora. La selección del diseño y el flujo de la operación es hecha en base al costo del equipo y las restricciones de tiempo.

La temperatura del agua tiene poco efecto en la eficiencia de la elución. Una operación a 26 oF requiere de una presión de 10 a 15 PSI para prevenir un lavado de la línea con vapor. Los límites de la temperatura de operación están cerca de 236 oF debido a las limitaciones de resistencia a la temperatura de los forros de jebe. Temperaturas más altas aceleran la descomposición del cianuro.

El último volumen de agua es introducido a temperatura ambiente para enfriar el carbón y sea transferido fuera de la columna.

CONTROL DEL PROCESO

Debido a la naturaleza del proceso se usa un controlador lógico programable (PLC), dispositivos para un arranque automático de las bombas, y abertura de las válvulas a fin de tener un buen control de los tiempos requeridos para la secuencia del proceso. El carbón es cargado y transferido manualmente, pero la operación de las válvulas y las bombas durante el ciclo de elución es controlada por el PLC.

ELECTRODEPOSICION

La electrodeposición del oro desde la solución rica es efectuada por lotes. El pH de la solución es llevado a 12 mediante la adición de hidróxido de sodio, luego se inicia la electrodeposición. La solución es recirculada a raves de las celdas y retorna al tanque de solución rica hasta que la solución pobre a barren tenga valores bajos de oro. Luego la solución es descartada.

PROGRAMA DE OPERACION

El programa típico para un ciclo de elución del proceso AARL es el siguiente:

SOLUCIONTIEMPO
Carga de la columnaCarbón90 minutos
Lavado acido3% HCl20 minutos
Enjuague con aguaAgua potable90 minutos
Pre-CalentamientoAgua potable30 minutos
Pre-Contacto3%NaCN,1%NaOH30 minutos
EluciónAgua potable180 minutos
EnfriamientoAgua potable30 minutos
Transferencia de CarbónAgua30 minutos
TOTAL7 horas 50 minutos